リニア LED モジュール用の適切な LED ドライバーを選択する方法

LED 照明技術の急速な成長と、Zhaga コンソーシアムからの新しい基準により、 リニア LED モジュール 現在、商業用照明、建物の装飾、工業用の環境で広く使用されています。これは、均一な光を提供し、さまざまな方法で設置でき、簡単に交換できるためです。

ただし、その性能と寿命は、LED ドライバーの互換性に大きく依存します。不適切なドライバーは、明るさの不均一、エネルギー効率の低下、またはモジュールの損傷につながる可能性があります。

定電流、定電圧、線形オプションなどの多様なドライバーに直面して、エンジニアと調達の専門家は、リニア LED モジュールの電圧、電流要件、および環境条件に基づいてドライバーを正確に選択する必要があります。

この記事では、コア パラメータとトポロジ構造をカバーする体系的な選択ガイドを提供し、LED 線形モジュールと LED ドライバー間の相乗的な最適化を実現します。

LEDドライバーとは何ですか？

アン LEDドライバー は、発光ダイオード (LED) に電力を供給するために特別に設計された電子デバイスです。 その主な機能は、交流 (AC) を LED が必要とする直流 (DC) に変換し、電流と電圧を正確に制御して LED が正常かつ安定して動作するようにすることです。

LED ドライバは、電源を供給するだけでなく、電流と電圧を正確に調整する必要があります。 LED は、これらのパラメータの変動に非常に敏感であり、わずかな偏差でも損傷や性能低下の原因となります。 その結果、LED ドライバーは、高度な技術仕様と高度な制御機能を必要とします。

LED ドライバを選択する際には、特定の LED 照明器具の種類、電力要件、動作環境などの要素を総合的に考慮して、最適なドライバー タイプを選択する必要があります。

LED 照明システム内では、LED ドライバは、LED に安定した信頼性の高い電力を供給する「エネルギー ハブ」として機能するだけでなく、LED の性能と寿命を保護する重要な要素としても機能します。 高品質の LED ドライバーは、LED フィクスチャの発光効率、安定性、信頼性を大幅に向上させ、故障率と保守費用を削減します。 これにより、ユーザーはよりエネルギー効率の高い、環境にやさしく、快適で便利な照明体験を実現できます。

定電流 (CC) 対定電圧 (CV) ドライバ

さまざまなアプリケーションのシナリオと要件に応じて、LED ドライバーにはさまざまなタイプがあります。 出力モードに基づいて、定電流ドライバと定電圧ドライバに分類できます。

• 一定の電流の利点: LED の順方向電圧変動を温度に合わせて補正し、寿命を延ばします。

• 一定の電圧制限: 追加の電流制御回路設計が必要で、低コストですがリスクが高くなります。

LED ドライバを選択する場合、最も適切なドライバー タイプを選択するためには、LED の種類、必要な電力、および動作環境などの要素を包括的に考慮することが不可欠です。

定電流と定電圧電源の違いを調べてみましょう。

一定電流 LED 運転する‌

電圧が負荷によって変化する間、定常電流を出力します。 電流の安定性を維持するために、電流フィードバック ループを介して電圧を動的に調整します。 たとえば、LED チップの温度が上昇して抵抗が低下すると、電源は自動的に電圧を下げて定電流を維持します。

1 つまたは複数の LED ストリングを駆動する場合に、定電流ドライバーは適切です。 正確な電流制御が可能で、明るさのドリフトや熱暴走を防ぎ、LED 照明に最適です。 定電流電源は、開回路負荷 (LED の破損など) を厳しく禁止しますが、短絡時に電圧を調整することで回路を保護できます。

一定電圧 LED 運転する

出力電圧は、電流が負荷によって変化する間も一定のままです。 電圧フィードバックループが出力を調整します。 LED を直接駆動する場合、電流制限抵抗が必要です。 ただし、電圧変動により電流が不安定になり、LED の過熱やバーンアウトの原因となる場合があります。

定電圧電源は、主に LED ストリップなどの並列接続が必要なシナリオで使用されます。 抵抗ペアリングが必要であり、高電圧安定性が必要です。 LED ライトが焼き切れてしまうため、定電圧電源は、完全な負荷の短絡や開回路を絶対に発生させてはなりません。

要約すると、定電流電源装置は LED モジュール アプリケーションでより高い信頼性を提供しますが、定電圧電源には、慎重な設計と保護対策が必要です。

さらに読む：「定電圧と定電流: 商用プロジェクトに最適な LED ストリップはどれですか?」

LED ドライバーを選択する際の主な要因

1. 電気マッチ

LED ドライバの入力電圧を選択するときは、電圧変動を考慮して、それがローカル グリッド電圧と一致することを確認してください。 グリッド電圧は完全に安定しておらず、±10% によって変化する可能性があります。

たとえば、公称 220V の領域では、実際の電圧が 198V から 242V の範囲になる場合があります。したがって、選択した電源の入力範囲がこれらの変動をカバーする必要があります。そうしないと、正しく動作しないか、損傷する可能性があります。

入力電圧は通常 AC (交流) で、使用される電圧は国によって異なります。 たとえば、米国とカナダは 120V、日本は 110V、ほとんどのヨーロッパ諸国は 230-240V を使用しています。以下は、さまざまな国で使用されている電圧の参照表です。

ほとんどの場合 Nティアメンタル Vオルテージ R参照

国	電圧	頻度
中国	220V	50Hz
日本	100V	50/60Hz
韓国	100V	60Hz
香港	200V	50Hz
タイ	220V	50Hz
インドネシア	220V	50Hz
カナダ	120V	60Hz
アルゼンチン	220V	50Hz
メキシコ	120V	60Hz
アメリカ	120V	60Hz
グアム	110V	60Hz
イタリア	220V	50Hz
ドイツ	220V	50Hz
イングランド	240V	50Hz
フランス	127V、220V	50Hz
ギリシャ	220V	50Hz
スウェーデン	120V、127V、220V	50Hz
オランダ	220V	50Hz
ノルウェー	230V	50Hz
デンマーク	220V	50Hz
スイス	220V	50Hz
フィンランド	230V	50Hz
ベルギー	220V	50/60Hz
スペイン	127V、220V	50Hz
オーストリア	220V	50Hz

LED ドライバの出力電圧は、以下に示すように、LED リニア モジュールの電圧と一致する必要があります。SignliteLed によって設計された 560 × 24 リニア LED モジュールには、DC44V の電圧がラベル付けされています。この定格電圧に基づいて、対応する Leifu FMR040YS 電源を選択して、出力電圧範囲が 40V ～ 130V です。

2. 電力定格と効率

定格電力は、安定した動作条件下で LED ドライバーが提供できる最大電力を指します。 ドライバーの定格電力は、LED 照明器具の電力要件と一致する必要があります。 ドライバーを選択するときは、照明器具の電力よりも電力定格がわずかに高いものを選択して、マージンを確保し、安定性を高めます。 たとえば、35W LED リニア モジュールは、過負荷またはアンダーロードによる効率の低下を避けるために、35-40W LED ドライバーと組み合わせる必要があります。

LED ドライバの効率は、出力電力の入力電力に対する比率です。たとえば、効率 (η) = (出力電力 / 入力電力) × 100% です。たとえば、100W の電気エネルギーが入力され、90W の電力が出力されると、90% の効率が得られます。高品質のドライバーは、90% を超える効率を達成します。

さらに、同じ負荷条件下で、より高い電流で動作する LED ドライバは、一般に、電流が低いものよりもわずかに高い効率を示します。 たとえば、350 mA のドライバーは、100 mA のドライバーよりも 1-2% の方が効率的です。

高効率のドライバを選択する場合は、待機電力も考慮する必要があります。 スタンバイ電力は、負荷が切断されたときに基本的な機能を維持するために、LED ドライバーが継続的に消費する電気エネルギーを指します。 負荷がなくても、内部回路は無負荷損失 (変圧器の加熱など) を引き起こします。 EU ERP 指令は、LED ドライバーのスタンバイ消費電力 ≤0.5W を義務付けており、プレミアム ドライバーは 0.3W までの低さを実現しています。

アプリケーションの推奨事項:

定格電力が LED リニア モジュール以上の LED ドライバを選択すると、より安定した信頼性の高い操作が可能になります。

さらに、高効率ドライバーを使用すると、ユーザーは電気代を節約し、機器の熱発生と環境への影響を軽減し、ドライバー自身の消費電力と熱出力をある程度低下させます。 産業用アプリケーションの場合、PF ≥ 0.9 で効率 90% のドライバーを優先し、住宅用アプリケーションの場合は、軽負荷効率 (例: 20% 負荷時の効率 > 85%) と低スタンバイ消費電力 (≤ 0.5W) に重点を置きます。

3.調光の互換性

リニア LED モジュールは通常、定電流ドライバーを使用します。このドライバーは、明るさ調整が調光可能な LED ドライバーからの正確な制御に依存しています。 現在、リニア調光ドライバーには主に次のタイプがあります。

• DALI調光: DALI (デジタル アドレス可能照明インターフェース) は、デジタル信号プロトコルを介して照明器具を正確に制御できるデジタル照明制御規格です。 各照明器具またはドライバー ユニットは、個別またはグループ化された制御をサポートする一意のアドレスを持っています。 0-10V または PWM 調光法と比較して、ホテルや博物館などの複雑な環境に適しています。

• 3-in-1 調光: 3-in-1 調光は、複数の調光技術を組み合わせた統合照明制御ソリューションで、通常は 0 ～ 10V 調光、PWM (パルス幅変調)、抵抗器 (RX) 調光を同時にサポートする LED ドライバ技術を指します。

• a) 0-10V 調光: アナログ調光に分類されるアナログ電圧信号 (DC0 ～ 10V) を介して駆動電流を直接制御します。 高周波スイッチングを必要としない、電圧の変化に依存します。 出力電流は 0-10V DC 信号によって制御され、フィクスチャは 0V でオフし、10V で 100% の明るさに達します。ちらつきのない長距離制御シナリオに適しています。

• b) PWM 調光: 高周波スイッチングによるデューティ サイクルを調整します。フリッカを最小限に抑えるために 1 kHz 以上の周波数をサポートする必要があります。 PWM はデジタル調光方式であり、基本的には「オン」と「オフ」の状態を交互にパルス制御します。 高精度、低コストの調光が必要なシナリオに適しています。

• c) 調整可能な抵抗 (RX) 調光: ポテンショメータを介して回路抵抗を変更して、出力電流を調整し、明るさを制御します。 特性: 単純な回路ですが、低精度で、低コストのソリューションで一般的に使用されます。

• TRIAC調光: トライアック調光は、トライアック (シリコン制御整流器) の導通角度を調整して電流の大きさを制御する手法です。 交流電力の各半波の伝導時間（位相角）を変更して、出力電圧の実効値を調整し、負荷電力と輝度を調整することを中心としています。 複雑な配線を必要としない簡単な取り付けが必要なシナリオに適用されます。

4. 認証と安全

LED ドライバーの認証と安全性は、製品のコンプライアンス、市場へのアクセス、およびユーザーの安全性を確保するために重要です。 主要なグローバル市場では、LED ドライバーに必須の認証が適用されます。さまざまな国では、EU の CE、ドイツの TüV、米国の UL などの明確な安全認証が必要です。

ローカル認証に準拠するドライバーを選択することで、安全性と法令遵守の両方が保証されます。 これにより、貨物の拘留、罰金、または市場の禁止など、規制に準拠していないリスクから製品を保護します。 したがって、認証のスクリーニングと安全設計の最適化により、照明システム全体の信頼性が大幅に向上します。

5. 環境と寿命

LED ドライバの安定性と寿命は、動作環境の影響を直接受けており、LED システム全体の信頼性を決定する上で重要な要素となります。 高温、湿気、またはほこりの多い状態では、内部ドライバ コンポーネントが老化を加速します。たとえば、電解コンデンサでの電解質の乾燥や金属部品の酸化など、効率の損失や故障につながります。

長時間の高温にさらされると、LED ドライバーの寿命は、理論上の 50,000 時間から 10,000 時間未満に縮小する可能性があります。 さらに、グリッド電圧の変動と頻繁なスイッチング操作がドライバーに影響を与え、寿命をさらに短縮する可能性があります。

したがって、適切な設置環境 (例えば、通気性が高く、防湿性が高く、防塵性) を選択し、高品質の LED ドライバーを採用することで、システムの寿命を大幅に延ばし、メンテナンス コストを削減できます。 運転条件を最適化することで、ドライバーの性能が向上するだけでなく、LED 機器の長期安定動作が保証され、経済的利益が最大になります。

ドライバーで何本のリニア LED モジュールを実行できますか?

ほとんどのプロの照明システムでは、リニア LED モジュールは定電流技術を使用して駆動されます。 この設計により、各モジュールへの電流の流れが一定に保たれ、均一な明るさ、安定した色温度、および長寿命化が実現します。

では、1 つの定電流ドライバに電力を供給できるリニア モジュールの数は? これは、モジュールの動作電圧とドライバの出力電圧範囲に依存します。

1. ドライバーの基本的なパラメータを特定する

定電流ドライバの 2 つの重要な仕様は、

• 出力電流 (mA): 350mA、500mA、700mA、1050mA など、各モジュールが流す電流を示します。
• 出力電圧範囲 (V): DC25 ～ 54V、DC176 ～ 280V など、直列接続モジュールの最大合計電圧を決定します。

LED リニア モジュールは、全電圧が各モジュールの電圧の合計に等しい定電流システム内で直列に接続する必要があります。 したがって、ドライバーの出力電圧範囲によって、直列に接続できるモジュールの最大数が直接決まります。

2. シリーズモジュールの数の計算

最も一般的な 350mA 定電流ドライバ (40 ～ 120V 出力) を例として使用します。

単一のモジュール (560mm) の順方向電圧 (VF) が 44V の場合、約 2.7 モジュールを直列に接続できます: 120V ÷ 44V ≈ 2.7 モジュール。 実際には、10% の安全マージンを推奨し、2 つのモジュールを最適な構成にします。

モジュールの全電圧がドライバーの出力範囲に収まる限り、システムは安定して動作します。 電圧が最小起動電圧 (36V など) を下回ると、ドライバーは作動に失敗します。 上限を超える場合 (たとえば、120V を超える) 場合、ドライバーは過負荷保護をトリガーするか、ちらつきを示します。

3. 効率と熱設計に関する考慮事項

LED ドライバは、電圧範囲全体で効率的に動作しません。 一般に、モジュールの合計電圧は、ドライバーの定格出力の 70% ～ 90% 以内に維持することをお勧めします。

たとえば、DC40-120V ドライバーは、約 44 ～ 110V で最適に動作します。この範囲では、ドライバーはピーク効率を達成し、発熱量を減らし、モジュールの寿命を延ばします。

さらに、単一のフィクスチャ内で複数のモジュール グループを直列に接続する場合は、マルチ ドライバ セグメント化された電源設計をお勧めします。 これにより、すべてのモジュールで一貫した明るさが保証され、メンテナンスが簡素化され、電力のバランスが容易になります。

4. プロジェクトのシナリオに基づいた構成の最適化

プロジェクトの設計段階では、次のガイドラインを考慮してください。

• 低電力モジュール (<10W): 4 ～ 6 シリーズ接続に適しており、200mA または 275mA のドライバーのみを必要とします。
• 中型電源モジュール (10 ～ 15W): 推奨される 2 ～ 3 シリーズ接続。350mA または 500mA ドライバーの安定性が向上します。
• 高出力モジュールまたは COB モジュール: 通常、直列で 1 ～ 2 個のみで、高電圧出力機能を備えたドライバーを選択します。

順方向電圧 (VF) は、ブランドや LED パッケージによってわずかに異なります。 したがって、選択する前に必ずモジュールのデータシートを参照し、ドライバーの出力範囲と正確に一致させてください。

ドライバーが電力を供給できる LED リニア モジュールの数を決定することは、理解にかかっています。

• 定電流駆動下でのモジュールの電圧スタッキング パターン。
• ドライバーの電圧範囲と安全マージン。
• システム全体の効率と熱のバランス。

これら 3 つの点を理解することで、ドライバーとモジュールの組み合わせをすばやく特定できます。

SignLiteLED では、顧客が提供するドライバーの電流パラメータ、モジュールの電力要件、およびフィクスチャの寸法に基づいて、カスタマイズされた定電流モジュール ソリューションを提供します。 これにより、すべてのリニア照明システムが最適な電気条件下で動作することが保証されます。

避けるべきよくある間違い

リニア LED モジュールで LED ドライバを使用する場合は、安定したシステム動作を確保するために、電気的互換性、取り付け方法、熱放散、および信号制御に特に注意する必要があります。

電圧と電流

ドライバーの出力電流は、リニア モジュールの動作電流と一致する必要があります。 ドライバーの出力電流は、モジュールの総電流 ≥ である必要があります (たとえば、500mA モジュールでは、過負荷や過熱を防ぐため、定格 500mA 以上のドライバーが必要です)。 モジュールの最大電流定格を超えると、LED チップが焼き切れる危険があります。

リニア モジュールは、通常、低電圧設計 (DC 20V/48V) を備えています。 LED モジュールの動作電圧が電源の出力範囲内に収まるようにしてください。 電源の出力電圧がモジュールの電圧よりも低い場合、LED の順方向電圧 (VF) が低下し、ちらつきが発生する可能性があります。

定電流/定電圧選択

ほとんどのリニア モジュールは定電流駆動 (100-400mA) を使用しますが、一部のリニア モジュールは定電圧駆動 (DC12V/24V/48V) を必要とします。 実態に基づいて選択します。 定電圧駆動と定電流駆動を混合すると、明るさや損傷モジュールが発生する場合があります。

取り付けと配線

入力線と出力線を正しく接続すると、極性を逆にするとドライバーが損傷する危険があります。 直列または並列取り付けには、接続が正しくないために照明がないかモジュールが損傷しないように、専門家による取り付けが必要です。

放熱設計

長時間の全電力動作による光の減衰を防ぐために、リニア モジュールはアルミニウム基板またはヒートシンクに取り付ける必要があります。 屋外環境または湿度の高い環境の場合は、IP65 以上の保護評価を持つモジュールとドライバーを選択します。 ドライバー ハウジングは、防錆性があります (アルミニウム合金など)。

調光互換性

ドライバーが PWM 調光プロトコル (例: 0-10V、DALI) をサポートしていることを確認して、互換性のない調光器によるちらつきを防ぎます。

これらの対策を効果的に実施することで、LED リニア モジュールとドライバー間の互換性の問題を防ぎ、システムの寿命を延ばします。

結論

上記は、リニア モジュール用の LED ドライバーを選択する際に優先的にすべきいくつかの重要な要素を概説しています。 この情報が役立つと信じています。

SignLiteLED は革新的な照明技術を専門とし、照明コンポーネントのグローバルな標準化を推進しています。 私たちが開発した LED リニア モジュール Zhaga 規格に準拠しており、高発光効率、長持ちする耐久性、柔軟な取り付けが特徴です。 現在の製品は、LED リニア ライトや LED トライプルーフ ライトなど、さまざまなアプリケーションに適しています。